Продолжаем разговор.
ЛИ вертолета на флаттер предусматривают:
- предварительную наземную проверку
- в полете на режимах ГП до Vmax
Флаттер лопасти несущего винта – изгибно-крутильные автоколебания лопасти с «флаттерной» частотой, некратной частоте вращения НВ. Эта частота во вращающейся системе (втулка - лопасти – тяги - вращающееся кольцо автомата перекоса) находится вблизи 2-й гармоники частоты вращения НВ.
Флаттер может иметь синфазную форму – колебания всех лопастей происходят синхронно, изменение углов сечений лопастей происходит также одновременно, как при перемещении автомата перекоса рычагом ОШ. Такая форма проявляется в записях нагрузок в цепи общего шага.
Флаттер может иметь циклическую форму – колебания лопастей происходят во времени со смещением фазы, изменение углов сечений лопастей происходят так, как при отклонении автомата перекоса ручкой управления. Такая форма проявляется в записях нагрузок в цепях продольного и/или поперечного управления.
Поэтому, в записях нагрузок в невращающейся части системы управления и вибраций на фюзеляже синфазная форма проявляется с той же частотой, а при циклической – частота будет больше или меньше на частоту вращения НВ.
Т. к. частота флаттера некратна частоте вращения НВ, летчику визуально заметен «размыв» конуса НВ (кроме случая хордового флаттера, когда колебания происходят в основном в плоскости вращения). По ощущениям летчика – вибрации в кабине с непривычной частотой, отличной от нормальнообусловленной «проходной» гармоники – лопастной (ниже ее). По «оборотной» частоте винт вертолета должен быть отбалансирован.
При грамотном постепенном проведении испытаний признаки флаттера проявятся в записях системы бортовых измерений прежде, чем в ощущениях летчика. Это важно, т.к. развитие колебаний происходит быстро, особенно при флаттере по синфазной форме, когда они развиваются за доли секунды.
Флаттер – автоколебательный процесс, а источник энергии на вертолете один – двигатель. Отсюда действия летчика – прежде всего выключение двигателя/лей на земле или перевод одного двигателя на малый газ в полете. Затем (между «прежде всего» и «затем» - мгновение) ручку в нейтраль, шаг – вниз до 2-3 градусов.
В случае успеха – посадка или полет на аэродром на скорости, соответствующей минимальной мощности.
В противном случае - будьте готовы к прыжку, помните – времени практически нет. Помните - никакие затраченные труды и деньги не стоят Вашей жизни. (Правда однажды были сделаны кое-кем круглые глаза и меня спросили: «А ты что, из СВОЕГО аппарата прыгать БУДЕШЬ!!!» Рассказал на работе, мужики поржали и, до сего времени, забылось.)
Знайте твердо, что борьба с флаттером в полете – для квалификации летчика-испытателя! Да, у нас как-то Карапетян (кто штурман-оператор – не помню, ведущим инженером на борту был Красновский) посадил летающую лабораторию Ми-24 с (тогда еще опытным) винтом для Ми-28 после того, как поймали хордовый флаттер. Циклическая форма флаттера дала летчику время заметить, что при постановке рычага ОШ на защелку колебания не развивались. Мыслительный процесс шел на фоне вибраций к кабине летчика (боюсь соврать, но примерно) порядка 10 мм. Такие вибрации для рядового авиапассажира – за гранью потери сознания. Сам ощутил разок 1мм, правда с частотой 16Гц (лопастная на Ми-8). Так что «система управления – это одно, а флаттер другое» – это зря! СОВСЕМ не другое!
Итак! Летные испытания на флаттер требуют квалификации и опыта, при том что летать надо с парашютом, да и еще уметь им пользоваться на вертолете. При том, что высота полета, сами понимаете … Да и двигатель у Вас будет один…(см. выше).
Но и летные испытания, и предварительные наземные проверки на флаттер требуют регистрирующей аппаратуры. Как минимум – электронного вибрографа.
Безопасность вертолета по флаттеру характеризуется (предварительно) запасом по центровке лопасти, т. е. при каком смещении ее назад относительно исходной при наземных испытаниях не проявляются признаки флаттера.
Еще немного теории. Теперь к вопросу о величине смещения центровки назад при проверках.
Лопасть крепится ко втулке и соединена с тягами автомата перекоса, связанного с системой управления. Все эти детали обладают определенной жесткостью и имеют люфты в сочленениях. В общем случае флаттер на вертолете – это автоколебания в контуре «лопасть – проводка управления – летчик – фюзеляж – вал НВ – втулка – лопасть». Двигатель подводит в систему энергию, вращая вал НВ. На «милевских» одновинтовых машинах рулевые приводы крепятся к редуктору, вал винта короткий.
На «камовских» соосных - рулевые приводы установлены на фюзеляже, к угловым качалкам на редукторе идут относительно длинные тяги, вал верхнего винта длинный, на высокой колонке между винтами длинные тяги. Вся эта хренотень, включая, участок фюзеляжа между рулевыми приводами и редуктором, относительно податливая, поэтому «камовские» лопасти на земле проверяют до смещения, примерно 3,5 … 4 %. Кстати, флаттер на «камовских» машинах начинается с верхнего винта.
В ОКБ Миля методика испытаний предусматривает смещение назад до 1,75…2 %.
В какой-то умной книжке (потом найду) говорится, что для «большого» вертолета одновинтовой схемы проверка до смещения назад на 1% соответствует возможности безопасно летать с истинной воздушной скоростью до 150…170 км/ч, что примерно, так и есть.
Но! Величина запаса по смещению носит косвенный характер и уточнялась на обоих фирмах годами. Так что Ваш ориентир – 4%, даже если Вы строите одновинтовой вертолет.
Наземная проверка выполняется следующим образом.
На задние кромки лопастей устанавливаются наборные провоцирующие грузы, обеспечивающие смещение центровки назад по хорде (последовательно) на 0,5; 1,0; 1,25; 1,5; 1,75 и 2 %. Для точного определения центровки видимо придется изготовить «по-боевому» 1-2 «жертвенных» лопасти и разрезать их на участки по радиусу.
Проверка проводится в диапазоне оборотов от минимальных рабочих до 1,1Nмакс с шагом через 20…15% диапазона.
Вначале без смещения центровки, а затем, последовательно смещая центровку, поводят наземные гонки во всем диапазоне оборотов на следующих режимах.
Установив обороты, поднимают шаг на 2-3 градуса от нижнего упора. Последовательно и плавно отклоняют ручку на четверть, половину и три четверти хода от нейтрали (не путать с балансировочным положением), выдерживая по 30-60 сек. в каждом отклоненном положении. Возвращают ручку в нейтраль, перенастраивают обороты и повторяют режимы. На установившихся (и переходных, для контроля) режимах записывают вибрации в кабине.
Меры безопасности:
1) расшифровку записей вибраций проводят после каждой гонки, если в записях нет некратных частот вблизи 2-й гармоники – устанавливают следующий набор грузов;
2) в случае появления видимого размыва конуса - выключить двигатель, ручку в нейтраль.
На гонку одевать кожаные куртку и полукомбез, ботинки, ЗШ и перчатки, пристегнуться ремнями. На площадке должен быть огнетушитель.
Задавайте вопросы и продолжение следует....
И документация есть